深入理解指针（1）

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🔍系列专栏：C++面向对象（类和对象篇）

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文章目录

深入理解指针（1）
- 一、内存和地址
- - 1.1内存
  - 1.2如何理解编址
- 二、指针变量和地址
- - 2.1取地址操作符（&）
- 三、指针变量类型的意义
- - 3.1指针类型的解引用
  - 3.2指针的算数运算
  - 3.3void* 指针（auto）
- 四、指针的算数运算
- - 4.1指针 +- 整数
  - 4.2错误经验
  - 4.3指针 - 指针
  - - 4.3.1用途 - 模拟实现 strlen 函数
    - 4.3.2自增操作与while循环的执行逻辑
  - 4.4指针的关系运算
  - - 4.4.1深度理解解引用*

深入理解指针（1）

指针是 C语言中非常主要的知识，有了指针才能使 C语言完成一些复杂的程序

指针就是内存编号或地址，在 C/C++ 中，将具体的地址抽象的表达为指针

一、内存和地址

为了更好的管理，我们将内存划分为一个一个的内存单元

1.1内存

在讲内存和地址之前，我们想有个⽣活中的案例：

假设有⼀栋宿舍楼，把你放在楼⾥，楼上有100个房间，但是房间没有编号，你的⼀个朋友来找你玩，如果想找到你，就得挨个房⼦去找，这样效率很低，但是我们如果根据楼层和楼层的房间的情况，给每个房间编上号，如：

⼀楼：101，102，103...
⼆楼：201，202，203...
...

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如果把上⾯的例⼦对照到计算机中，⼜是怎么样呢？
我们知道计算机上 CPU（中央处理器） 在处理数据的时候，需要的数据是在内存中读取的，处理后的数据也会放回内存中，那我们买电脑的时候，电脑上内存是 8GB/16GB/32GB 等，那这些内存空间如何⾼效的管理呢？

其实也是把 内存划分为⼀个个的内存单元（每个内存单元的大小是1个字节）。计算机中常⻅的单位（补充）： ⼀个⽐特位可以存储⼀个2进制的位1或者0

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内存是计算机上的存储空间，程序运行在内存中，程序所使用的空间，也来源自内存，其中一个字节相当于一个内存单元

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1.2如何理解编址

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二、指针变量和地址

2.1取地址操作符（&）

创建变量的本质：向内存申请空间

向内存申请 4 个字节的空间，存储整形元素 10 
int a = 10;

通过 &（取地址） 操作符，我们就能知道变量在内存中的存储位置

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拆解指针类型

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三、指针变量类型的意义

指针变量的⼤⼩和类型⽆关，只要是指针变量，在同⼀个平台下，⼤⼩都是⼀样的，为什么还要有各种各样的指针类型呢？
其实指针类型是有特殊意义的，我们接下来继续学习

3.1指针类型的解引用

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**结论：**指针的类型决定了，对指针解引⽤的时候有多⼤的权限（⼀次能操作⼏个字节）

⽐如： char* 的指针解引⽤就只能访问⼀个字节，而 int* 的指针的解引⽤就能访问四个字

3.2指针的算数运算

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3.3void* 指针（auto）

在指针类型中有一种特殊的类型是 void* 类型，可以理解为无具体类型的指针（或者叫 泛型指针），这种类型的指针可以用来接收任意类型的地址，但也存在局限性，void* 类型的指针不能直接进行指针的 +- 整数，以及解引用的运算

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这是因为，指针变量 pv 它只知道自己的数据类型是 void*，但它指向的数据类型，它也含糊不清（因此，当解引用时 pv 不知道自己应访问多少字节：1？2？… 这是不确定的）

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void*

暂时存储变量的地址
无法解引用操作
无法进行指针的算数运算

那么 void* 类型的指针到底有什么⽤呢？
⼀般 void* 类型的指针是使⽤在函数参数的部分，⽤来接收不同类型数据的地址，这样的设计可以实现 泛型编程 的效果，使得⼀个函数来处理多种类型的数据

四、指针的算数运算

指针的基本运算有三种，分别是：

指针 ± 整数
指针 - 指针
指针的关系运算

4.1指针 ± 整数

因为数组在内存中是连续存储的，因此只要得知首元素的地址，就可顺藤摸瓜找到数组中存储的所有元素

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

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因为 指针变量 p 是指向数据类型为 int 的 数组arr，因此 p + 1 移动的距离是一个 int

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注意：自增/自减操作会改变指针所指向的数组的位置

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4.2错误经验

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4.3指针 - 指针

注意：在进行指针 - 指针的算数运算中，两个指针需要指向同一块内存空间

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4.3.1用途 - 模拟实现 strlen 函数

size_t：unsigned int 无符号整形

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size_t my_strlen(char* arr)
{size_t num = 0;char* src = arr;while (src[num] != '\0'){num++;}return num;
}size_t my_strlen(char* p)
{size_t num = 0;while (*p != '\0'){num++; p++;//指针 + 整数}return num;
}//最优版
size_t my_strlen(char* p)
{//先进行了自增操作（优先级）p->p' 后，返回 p//再对 p 进行解引用，*p != '\0'char* src = p; while (*p++);//包含'\0'//指针 - 指针return p - src - 1;//-1：p指向了'\0'
}size_t my_strlen(char* p)
{char* src = p; while (*p)//不包含'\0'{p++;};return p - src;
}
int main()
{	char arr[] = "abcdef";size_t len = my_strlen(arr);printf("%zd\n", len);system("pause");return 0;
}